范 楷

（江南電子通信研究所，浙江 嘉興 314033）

0 引言

當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重地震、洪水、臺(tái)風(fēng)、人為破壞時(shí)，公眾通信系統(tǒng)由于電力中斷，基站倒塌，光纜斷裂等原因，導(dǎo)致公眾網(wǎng)通信中斷，且大部分公眾網(wǎng)通信設(shè)施處于災(zāi)害中心，難以及時(shí)恢復(fù)，災(zāi)情信息無(wú)法上傳、救災(zāi)指令無(wú)法下達(dá)，而延誤應(yīng)對(duì)救災(zāi)、救險(xiǎn)的寶貴時(shí)間，造成財(cái)產(chǎn)或公共安全的重大損失。1995年1月，日本的7.3級(jí)的“阪神大地震”，2005年8月底席卷美國(guó)南部三個(gè)州的“卡特里娜”颶風(fēng)，2008年5月發(fā)生在中國(guó)四川的8.0級(jí)“汶川大地震”[1]，公眾網(wǎng)絡(luò)全面癱瘓，缺乏必要的應(yīng)急通信手段，而使災(zāi)區(qū)成為信息孤島。因此，當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重災(zāi)害時(shí)，救災(zāi)指揮通信不能依賴于公眾通信網(wǎng)。

如何在公眾網(wǎng)通信中斷的情況下，在最短時(shí)間內(nèi)重新建立可靠有效的通信體系，持續(xù)保障基本通信鏈路的暢通，高效準(zhǔn)確的上傳和下達(dá)信息；如何通過(guò)動(dòng)態(tài)或靜態(tài)圖像的方式獲取災(zāi)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)信息，同時(shí)與氣象、資源等部門(mén)最大程度的共享和交流信息；如何在已有應(yīng)急預(yù)案的前提下，參考獲取的實(shí)時(shí)信息，根據(jù)分析和決策系統(tǒng)，迅速做出應(yīng)急措施。這些問(wèn)題是否能解決，是否能很好的解決，對(duì)政府機(jī)構(gòu)應(yīng)對(duì)重大災(zāi)害、災(zāi)難和各類(lèi)緊急事件時(shí)，減少人民生命財(cái)產(chǎn)損失，穩(wěn)定局面將起到關(guān)鍵性作用。

新一代應(yīng)急系統(tǒng)的研發(fā)應(yīng)基于通信可靠、快速有效、指揮分級(jí)、信息共享、輔助決策的原則，融合衛(wèi)星通信技術(shù)、第三代數(shù)字通信（3G）寬帶通信技術(shù)[2]、超短波寬帶調(diào)制、傳輸及組網(wǎng)技術(shù)、視頻采集和處理技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)采集和分析技術(shù)、輔助決策系統(tǒng)[3]、地理信息系統(tǒng)、公眾通信網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)等，通過(guò)命令部署、現(xiàn)場(chǎng)指揮、實(shí)時(shí)溝通、目標(biāo)跟蹤、決策分析等手段，為政府機(jī)構(gòu)實(shí)施搶險(xiǎn)救災(zāi)提供最可靠、有效的保障。

1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)的應(yīng)急通信系統(tǒng)發(fā)展較晚，目前主要有以下幾大類(lèi)：

窄帶數(shù)據(jù)、傳真、話音業(yè)務(wù)為主的中距離傳輸應(yīng)急系統(tǒng)，主要是作為地區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)到地區(qū)中心站之間的應(yīng)急通信，比如衛(wèi)生系統(tǒng)，110警務(wù)系統(tǒng)等。

圖像采集，監(jiān)視為主，服務(wù)保障為主的應(yīng)急通信系統(tǒng)，主要作為大型活動(dòng)的定點(diǎn)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)傳輸備份。比如大型活動(dòng)安?；颥F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視系統(tǒng)。

遠(yuǎn)距離通信和話音傳輸為主的衛(wèi)星應(yīng)急通信系統(tǒng)，主要作為小分隊(duì)搶險(xiǎn)救災(zāi)使用。比如“汶川大地震”中某野戰(zhàn)部隊(duì)配發(fā)的海事衛(wèi)星便攜終端。

話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主，數(shù)字集群通信為核心的調(diào)度指揮系統(tǒng)，主要作為應(yīng)急情況下，各部門(mén)之間調(diào)度協(xié)調(diào)。比如中小行動(dòng)單位搶險(xiǎn)救災(zāi)時(shí)各部門(mén)之間協(xié)同。

美國(guó)政府目前正在使用和裝備的應(yīng)急指揮通信車(chē)，配備了區(qū)域?qū)拵ㄐ畔到y(tǒng)，車(chē)載辦公系統(tǒng)，雙備份衛(wèi)星系統(tǒng)，以及與消防、警察等系統(tǒng)互聯(lián)互通的無(wú)線子系統(tǒng)[4]。

2 新一代應(yīng)急指揮調(diào)度通信系統(tǒng)的特點(diǎn)

面對(duì)多樣的救災(zāi)環(huán)境，復(fù)雜的突發(fā)情況，應(yīng)急調(diào)度指揮通信系統(tǒng)將承擔(dān)區(qū)域指揮中心，區(qū)域通信中心，分布式信息節(jié)點(diǎn)的任務(wù)。新一代應(yīng)急指揮調(diào)度通信系統(tǒng)應(yīng)具有如下特點(diǎn)：

具有完整的，分層次的，高效的指揮體系。

作為地區(qū)級(jí)搶險(xiǎn)救災(zāi)指揮中心，需要隨時(shí)保持和上級(jí)政府的聯(lián)系，將了解到的情況迅速向上級(jí)政府報(bào)告并抄送相關(guān)部門(mén)及當(dāng)?shù)伛v軍機(jī)關(guān)，并及時(shí)接收上級(jí)的指令和部署；同時(shí)需要指揮、協(xié)調(diào)本區(qū)域內(nèi)的人員，組織搶救傷員，搶修設(shè)施，探明情況，疏散群眾；而且還要及時(shí)和相關(guān)部門(mén)溝通，以獲取本地區(qū)內(nèi)的各類(lèi)氣象、物資、地質(zhì)、水文等信息，并與相鄰地區(qū)保持協(xié)同、協(xié)作。

面對(duì)如此繁雜、多樣的情況和事務(wù)，必須要有一個(gè)分層次的指揮體系，大家各司其職，保證工作順利有效的進(jìn)行，而應(yīng)急指揮調(diào)度通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也要為這個(gè)體系量身定做。

該系統(tǒng)所采用的層次化應(yīng)急指揮體系如圖1所示。

具有平臺(tái)開(kāi)放，支持多種接入方式的特征，具有實(shí)時(shí)圖像、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集、處理和傳輸能力。

①多種接入方式，從目前美國(guó)、日本等應(yīng)急體系完善的國(guó)家已有的經(jīng)驗(yàn)看，新一代的應(yīng)急指揮通信平臺(tái)應(yīng)該是一個(gè)無(wú)線通信為主的，結(jié)合多種通信手段的支持寬帶業(yè)務(wù)的、開(kāi)放式的平臺(tái)，僅僅依靠一兩種通信方式，只能傳輸窄帶話音、數(shù)據(jù)的平臺(tái)將無(wú)法應(yīng)對(duì)和處理各類(lèi)情況；

②平臺(tái)開(kāi)放，目前國(guó)內(nèi)已有的應(yīng)急指揮系統(tǒng)正是由于缺乏多種通信手段的備份，而且多使用相對(duì)封閉的技術(shù)體制，使得其各自為戰(zhàn)，實(shí)用效果差強(qiáng)人意，使用、維護(hù)、升級(jí)難度大，互聯(lián)互通困難；

③實(shí)時(shí)圖像處理和傳輸，圖像實(shí)時(shí)圖像的采集和傳輸能夠使指揮中心及時(shí)準(zhǔn)確地了解處于災(zāi)害或突發(fā)事件現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，并有效溝通和聯(lián)絡(luò)指揮中心和現(xiàn)場(chǎng)人員。

④現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和處理，由于情況的復(fù)雜性，往往需要收集一些現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，比如水質(zhì)狀況、水位、有毒氣體種類(lèi)及濃度、巖石樣本資料等，因此增加一些必要的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)手段和分析工具將對(duì)指揮中心決策起到重要作用。

圖1 層次化應(yīng)急指揮體系

應(yīng)急調(diào)度指揮通信系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 應(yīng)急調(diào)度指揮通信系統(tǒng)

（1）具有擁有信息共享，信息分析，輔助決策能力

應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)作為搶險(xiǎn)救災(zāi)或應(yīng)對(duì)突發(fā)事件時(shí)的指揮中心，必須要有大量相關(guān)的信息、數(shù)據(jù)、資料作為決策和判斷的依據(jù)，而要完全依靠指揮中心來(lái)采集、處理這些，顯然是不經(jīng)濟(jì)，也是不現(xiàn)實(shí)的，必須要實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)、多平臺(tái)聯(lián)動(dòng)，要保證指揮調(diào)度中心能充分共享各部門(mén)信息，與各部門(mén)之間溝通順暢。

大量的信息、數(shù)據(jù)匯總后，自動(dòng)對(duì)這些信息分類(lèi)、過(guò)濾、處理、顯示、儲(chǔ)存、回放，同時(shí)結(jié)合預(yù)案，自動(dòng)提示操作或工作流程，生成可供指揮中心決策使用的方案或指令，輔助指揮中心高效、快速、科學(xué)的做出決策。

所以新一代指揮調(diào)度通信系統(tǒng)必須是一個(gè)具有數(shù)據(jù)共享能力，信息分析能力和輔助決策能力的綜合平臺(tái)。

（2）具有子網(wǎng)協(xié)調(diào)調(diào)度功能

災(zāi)害或突發(fā)事件現(xiàn)場(chǎng)必然是情況復(fù)雜，千變?nèi)f化的，需要合理調(diào)度現(xiàn)場(chǎng)人員、物資，協(xié)調(diào)各個(gè)救災(zāi)隊(duì)伍工作，安排群眾有序疏散，組織重要部門(mén)快速撤離，保障特殊物品及時(shí)處理等等，下達(dá)緊急指令必須優(yōu)先使用資源，幾個(gè)小隊(duì)協(xié)同時(shí)需要保持互相聯(lián)絡(luò)，重要信息需要向全體廣播，特殊情況處理需要幾個(gè)部門(mén)與指揮中心召開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)信息要求實(shí)時(shí)監(jiān)控不中斷，某只救援小隊(duì)的行動(dòng)需要越過(guò)地區(qū)級(jí)，由再上一級(jí)指揮中心直接指揮……

這些功能的實(shí)現(xiàn)要求系統(tǒng)下屬各子網(wǎng)內(nèi)用戶通信支持優(yōu)先級(jí)設(shè)置，支持指定通信用戶組，支持可編程、預(yù)編程會(huì)議，支持熱線功能，支持消息廣播、組播，支持越級(jí)指揮功能。新一代指揮調(diào)度通信系統(tǒng)必須是一個(gè)協(xié)調(diào)調(diào)度能力的統(tǒng)一平臺(tái)。

（3）能快速架設(shè)，保障可靠，具有抗毀能力

由于災(zāi)害或突發(fā)事件的特殊性，這是一場(chǎng)與時(shí)間的賽跑，在行進(jìn)過(guò)程中，由于路況復(fù)雜性，可能還需要穿越水域，山地，陡坡等等，只有最快的到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，最快的架設(shè)，最快的開(kāi)始通信，才能最大限度的發(fā)揮系統(tǒng)的功能和效用。同時(shí)其系統(tǒng)本身也應(yīng)具有設(shè)備堅(jiān)固耐用，可靠性高的特點(diǎn)，同時(shí)具備自動(dòng)定位，自動(dòng)較時(shí)，遇險(xiǎn)自動(dòng)發(fā)送求救信號(hào)的能力。

3 新一代應(yīng)急指揮調(diào)度通信系統(tǒng)組成及功能

系統(tǒng)組成由7大部分組成如圖3所示。

圖3 應(yīng)急指揮調(diào)度通信系統(tǒng)組成示意

（1）指揮調(diào)度中心

①負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)通信資源動(dòng)態(tài)管理、配置、維護(hù)，系統(tǒng)成員狀態(tài)監(jiān)視、管理，通信管理；

②提供本區(qū)域內(nèi)地圖，人員、物資、重要建筑分布，態(tài)勢(shì)，應(yīng)急預(yù)案；

③錄音、視頻、圖像文件的存儲(chǔ)和調(diào)閱；

④提供智能分析和決策系統(tǒng)，對(duì)諸如氣象、資源分布等信息分析處理，生成可供指揮員參考的應(yīng)急措施，并能將預(yù)先編制的應(yīng)急措施以圖形或文字的形式展示給用戶。

（2）本地通信子網(wǎng)

①車(chē)載3G移動(dòng)基站、若干部手持便攜3G終端和一臺(tái)公眾網(wǎng)信令網(wǎng)關(guān)組成；

②車(chē)載移動(dòng)基站和手持便攜終端采用 3G技術(shù)，提供高品質(zhì)、安全的話音、數(shù)據(jù)、短信息、圖像業(yè)務(wù)；

③子網(wǎng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)、多點(diǎn)到多點(diǎn)通信。

（3）上級(jí)指揮子網(wǎng)

由兩部衛(wèi)星電話及車(chē)載天線組成。

（4）平級(jí)通信子網(wǎng)

由超短波電臺(tái)及超短波地面接力站組成[5]。

①超短波電臺(tái)和超短波地面中繼站配合使用能適應(yīng)各類(lèi)復(fù)雜的地理環(huán)境，通信距離遠(yuǎn)；

②超短波電臺(tái)要求具有高帶寬，抗干擾能力強(qiáng)。超短波地面中繼站要求重量輕，可背負(fù)，能快速展開(kāi)；

③支持點(diǎn)到點(diǎn)或組網(wǎng)通信；

④支持?jǐn)?shù)字加密技術(shù)。

（5）全球定位系統(tǒng)（GPS）

由車(chē)載GPS接收機(jī)和若干終端GPS接收模塊組成[6]。

（6）語(yǔ)音廣播系統(tǒng)

由一組大功率功放，喇叭陣及一臺(tái)全向云臺(tái)組成。廣播系統(tǒng)功率 500 W，能進(jìn)行大范圍的壓制性廣播。適合搶險(xiǎn)救援的語(yǔ)音廣播指揮工作。

（7）車(chē)載平臺(tái)及20 kW柴油發(fā)電機(jī)。

4 關(guān)鍵技術(shù)

信息資源整合。本系統(tǒng)中的指揮調(diào)度臺(tái)承擔(dān)系統(tǒng)核心工作，不僅需要完成各種通信網(wǎng)的接入，交換，信令轉(zhuǎn)發(fā)，還要有各類(lèi)信息交互、共享、處理的能力，為用戶提供最直觀的顯示，并能將各類(lèi)信息綜合后，通過(guò)復(fù)雜的算法分析，提出應(yīng)急解決方案。因此指揮調(diào)度臺(tái)應(yīng)該是一個(gè)具有學(xué)習(xí)能力的智能的綜合處理平臺(tái)。

為了提供決策的信息支撐，必須建立一個(gè)常態(tài)的、準(zhǔn)確的信息采集機(jī)制。同時(shí)指揮調(diào)度臺(tái)要遵循“基礎(chǔ)平臺(tái)+用戶定制”的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，使得能方便的為客戶完成定制。

系統(tǒng)良好的擴(kuò)展性和升級(jí)性。為了便于產(chǎn)業(yè)化，降低運(yùn)維成本，提高使用效率，無(wú)論是結(jié)構(gòu)、工藝，還是軟硬件平臺(tái)，要盡量做到標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化，所有設(shè)備的接口都要能橫向兼容，并留有足夠的擴(kuò)展空間。

5 結(jié)語(yǔ)

建立合理的應(yīng)急通信體系是關(guān)系國(guó)家安全、民計(jì)民生的大事。研究應(yīng)急通信的特點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)體系，要充分利用各種通信手段來(lái)保證應(yīng)急情況下的通信保障，不僅需要考慮通信網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的趨勢(shì)性影響，還要利用各種新技術(shù)。整合各級(jí)政府資源，建立可靠的應(yīng)急平臺(tái)指揮體系，建立完整的應(yīng)急通信保障體系是當(dāng)務(wù)之急。

全文從如何解決災(zāi)后指揮、調(diào)度、通信的角度出發(fā)，對(duì)新一代應(yīng)急指揮調(diào)度通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行闡述。系統(tǒng)完成后，不僅可以作為應(yīng)對(duì)重大自然災(zāi)害或?yàn)?zāi)難時(shí)的應(yīng)急通信手段，還可以作為大型活動(dòng)通信保障設(shè)備，稍做適應(yīng)性改造后還可以作為軍隊(duì)、武警、公安、消防、衛(wèi)生、氣象、地質(zhì)等系統(tǒng)的野外應(yīng)急通信保障系統(tǒng)。

[1] 王剛.做好防震減災(zāi)工作完善公共應(yīng)急機(jī)制[J].決策與信息,2009(03):133-134.

[2] JEAN WALRAND,PRAVIN VARAIYA.高性能通信網(wǎng)絡(luò)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[3] 汪季玉,王金桃.基于案例推理的應(yīng)急決策支持系統(tǒng)研究[J].管理科學(xué)，2003，16(06)：46-48.

[4] 劉新建.國(guó)內(nèi)外應(yīng)急管理能力評(píng)價(jià)的理論與實(shí)踐綜述[J].燕山大學(xué)學(xué)報(bào),2009,33(03):271-275.

[5] 莫思特.基于平流層通信的山區(qū)應(yīng)急指揮通信[J].通信技術(shù), 2010,43(04):37-39.

[6] 黃鷹,陳俊.突發(fā)事件應(yīng)急系統(tǒng)智能移動(dòng)終端功能設(shè)計(jì)[J].通信技術(shù),2009,42(03):95-97.